雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、基于雙PWM變換器的調(diào)速系統(tǒng)因其網(wǎng)側(cè)電流近似正弦、功率因數(shù)可控和能實現(xiàn)能量的雙向流動等特性而受到廣泛關注。本文以雙PWM變換器為研究對象，針對該技術目前存在的問題，從理論分析、計算機仿真和實驗樣機驗證三個方面進行了深入的研究。
　　 本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點：
　　 針對網(wǎng)側(cè)PWM整流器的功能和特點，根據(jù)瞬時功率理論，建立了網(wǎng)側(cè)PWM整流器的功率數(shù)學模型，對PWM整流器的瞬時功率流向進行了分析。分析了傳統(tǒng)PWM整流器直接功

2、率控制(Direct Power Control，DPC)系統(tǒng)中開關矢量的作用原理，指出傳統(tǒng)PWM整流器DPC系統(tǒng)在靠近基本電壓矢量的地方容易出現(xiàn)無功功率失控現(xiàn)象，導致網(wǎng)側(cè)電流和直流電壓出現(xiàn)較大波動?；赑WM整流器功率數(shù)學模型，設計了一種18扇區(qū)空間矢量劃分方法，并得出了相應的開關矢量選擇表，克服了傳統(tǒng)PWM整流器DPC系統(tǒng)對無功功率控制的缺陷，獲得了良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)效果。
　　 對基于負載功率前饋的雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制進行

3、了研究，分析了功率前饋補償原理和兩種典型的功率前饋控制方式的動態(tài)響應，指出采用負載功率預測實現(xiàn)功率前饋時，通過合理選擇控制器參數(shù)，可使直流母線電壓不受負載功率指令的影響；分析了功率估算誤差對直流母線電壓波動的影響，指出當功率估算誤差較小時，基于預測功率前饋的雙PWM變換器具有較好抑制直流母線電壓波動的能力。此外，對永磁同步電機矢量控制方式進行了分析，給出了預測功率的計算方法。
　　 為了提高直流母線電壓動態(tài)響應速度，抑制直流母線

4、電壓的波動，選擇直接電容功率控制方法作為研究對象，并分析了傳統(tǒng)前饋控制方法的不足。在對雙PWM變換器進行小信號模型分析的基礎上，設計了一種基于直接電容功率控制的雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制方法，該方法用電容功率控制環(huán)代替網(wǎng)側(cè)PWM整流器有功功率控制環(huán)，通過直接控制電容瞬時功率為零實現(xiàn)雙PWM變換器的解耦控制。在傳統(tǒng)負載功率的估算中，估算精度受電機參數(shù)影響較大，為此，本文設計了一種負載功率觀測器，該方法只需測量整流器輸出電流和直流母線電壓，即可